土壤过滤水污染

A. 土壤净化水的原理，是什么

建议从净水原理上考虑，看土壤具备哪些特性，然后就能得出大概结论了。滤净，沉积和降解。土壤孔隙的物理拦截作用，土壤矿物胶体及有机胶体的吸附作用，土壤生物体的拦截和吸附作用。这个太复杂了，可以写一本书。地下水是可靠的给水源，但很多地下水其实就是原本地表的雨水或污水，然后经过土壤的过滤作用，吸附+截留了其中的有毒有害污染物，土壤中的微生物应该也会有分解作用，这些因素使得水变得澄清。至于你说的生物滞留装置中的土壤，应该也是主要起吸附过滤作用，当吸附达到饱和后土壤要及时更换。如果用活性炭等其他物质应该也可以达到类似功效。净水器的设计和制造是一门综合性科学技术。净水器的设计原则应为用户着想。就我国各地区水质特点而言，长江沿岸和人员稠密地区有机物污染严重，而全国各地乡镇小型的供水企业和地下水使用地区存在着细菌污染的问题。因此只有部分品质优良的净水器能适应全国各地不同的水质，所以净水器生产厂商应根据不同地区的水质条件，精心设计出能适应不同水源，但处理效果良好的净水器。污水中通常含有较多的悬浮物和胶体物质，通常采用混凝，沉降和过滤技术。这些技术比较成熟，具有工艺简单，处理效果好，处理费用低，操作和管理方便的优点，通常污水中的悬浮物和胶体物质较多，水中悬浮颗粒物的粒径大小是影响沉降速度的主要原因。在一般条件下，硫化钠粒径大沉降速度快，沉降去除需要的时间短。反之，硫化钠粒径小沉降速度慢，沉降去除需要的时间长。因此硫化钠需要采取混凝，沉降和过滤等技术来加快沉降速度，缩短沉降时间和提高去除率。混凝的过程是破坏溶胶的稳定性，使细小的胶粒凝聚成粒径较大的颗粒而容易沉降。

B. 水体污染的治理方法

水动力控制法。它是利用井群系统通过抽水或向含水层注水，人为地区别地下水的水力梯度，从而将受污染水体与清洁水体分隔开来。根据井群系统布置方式的不同，水力控制法又可分为上游分水岭法和下游分水岭法。水动力法不能保证从地下环境中完全、永久地去除污染物，被用作一种临时性的控制方法，一般在地下水污染治理的初期用于防止污染物的蔓延。

水体污染原位处理法:

1.加药法

通过井群系统向受污染水体灌注药剂，如灌注中和剂以中和酸性或碱性渗滤液，添加氧化剂降解有机物或使无机物形成沉淀等。

2.渗透性处理床

适用于较薄、较浅含水层，一般用于渗滤液的无害化处理。在污染羽流的下游挖一条沟，该沟挖至含水层底部基岩层或不透水黏土层，然后在沟内填充能与污染物反应的透水性介质，受污染地下水流人沟内后与该介质发生反应，生成无害化产物或沉淀物而被去除。

3.土壤改性法

利用土壤中的黏土层，通过注射井在原位注入表面活性剂及有机改性物质，使土壤中的黏土转变为有机黏土。经改性后形成的有机黏土能有效地吸附地下水中的有机污染。

4.冲洗法

对于有机烃类污染，可用空气冲洗，即将空气注入到受污染区域底部，空气在上升过程中，污染物中的挥发性组份会随空气在上升过程中，污染物的挥发性组份随空气一起溢出，再用集气系统进行收集处理。

5.生物处理法

原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化，它是通过采取人为措施，包括添加氧和营养物等刺激原生微生物的生长，从而强化污染物的自然生物降解过程。另外，强化措施还可以从微生物的角度人手。在地表设施中对微生物进行选择性的培养，然后通过注射井注入到受污染区域。一般情况下，原位生物修复要与井群系统配合进行，即通过抽水机与注水井的配合，以加速地下水的流动及氧和营养物的扩散，从而缩短处理时间。

C. 关于水污染的防治与治理

生物净化在水污染治理上的应用 —by x 学号: x 摘要： 水污染的治理包括内环境治理和外环境治理。前者是对污染源的治理，难度大，耗资多。后者利用生态自净能力对水污染进行治理。生物净化就是外环境治理的重要手段，地球上到处都有能参与净化的生物种属，通过其特有的新陈代谢活动，吸收积累分解转化污染物，降低污染物浓度，降低毒性，最终达到排放标准。其高效性、简易性使生物净化越来越受到重视。 正文： 目前我国七大水系中近一半河段污染严重，86%的城市河段水质普遍超标。水污染不仅加剧水资源的短缺，水质恶化还严重威胁群众的身心健康。据初步调查，据调查，全国有7亿人饮用大肠杆菌超标水，1.9亿人饮用水有害物质含量超标，其中约3500万人饮用硝酸盐超标水，6300多万人饮用高氟水，200万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水，血吸虫病区约1100多万人饮水不安全；相当一部分城市水源污染严重，威胁到饮水水质。当前饮水水质带来的危害，已严重影响人们生命健康。看着这一组组触目惊心的数字，不禁让人感到后怕，然而当人们沉浸在优越的物质生活中逐渐淡忘这些的时候，今年哈尔滨停水事件又再一次为我们敲响了警钟！ 种种现实让人们不禁产生这样的疑问，这些污染的根源是什么？答案就是——污染和浪费。随着经济的发展，废水排水量增长速度极快，然而大部分废水未经处理直接或间接排入水体，严重污染了水资源。而人们对水资源的浪费又使可用的水资源更加短缺。面对种种危机人们开始重视对水资源保护以及对水污染的治理。 水污染的治理包括内环境治理和外环境治理。前者是对污染源的治理，难度大，耗资多。后者是利用自然环境净化能力对水污染的治理。生物净化就是外环境治理的重要手段，由于地球上到处都有能参与净化活动的生物种属，它们通过本身特有的新陈代谢活动，吸收积累分解转化污染物，降低污染物浓度，使有毒物变为无毒，最终达到水排放标准。因此利用生物净化污水受到人们的重视。常用的方法有如下几种： (一)沉淀处理法 用于净化生活污水。在污染物还未破坏水域自净能力的前提下，采用简单的格栅，通过水中滤食性和沉食性动物的活动与运动，提高水体自净能力，促进水体中悬浮物沉淀、并被埋藏在底质中使污水净化。 (二)水生生物养殖法 用于生活污水和含有机污染物的工业废水。通过水生生物降解污染物，是防止水体富营养化的有效措施。 1．放养水生维管束植物(简称水生植物)这类自养型水生植物对水污染有很好的忍耐性，它不仅能行光合作用吸收环境中CO2、放出O2改善水体质量，而且能消除许多污染元素。目前已经发现其中许多种类对有机污物、酚氰农药和重金属元素都有很强的净化能力。象茭白、慈姑对生活污水BOD去除率可达80％以上；香蒲、眼子菜、凤眼莲可去除石油废水有机污染物达95％，蓼属植物在水中DDT为0.3ppb时，体内浓度可达30.3ppm，富集系数为10万。凤眼莲在含3ppm的Pb水中，体内可蓄积5468ppm，为水中Pb浓度的1823倍，在含6ppm的Cd水中，茎叶吸收Cd可达700ppm，根的含量是茎叶的10～16倍，一亩水面凤眼莲每4天就能从废矿水中取得75gAg。不少水生植物的生长速度快，能吸收大量N、P、K营养元素。每公顷凤眼莲每年可吸收N1989kg、P 322kg、K 3188kg；放养水面60％的小球藻、绿藻、栅藻只需1天就可使水中的N、P、Fe、Na含量下降55％，9天就可使污染浓度几乎接近于零，完全能把生活污水变成饮用水。种养芦苇、菱、蒲草等能净化工业废水中有毒物。如氰在芦苇体内与丝氨酸结合成丙氨酸，继而转化成天冬酰胺和天冬氨酸而失去氰的毒性；As、Hg、Cd被贮积在水草体内，从而降低废水有毒物浓度。 2．养殖水生动物 用于净化生活污水。有人将鱼类、贝类饲养在放有1／5污水池中，仍能正常成活，其增重率比净水饲养的高；污水养殖一些食草性鱼类，不仅能利用营养元素，还能以池中兰绿藻作为饵料，达到消除水体富营养化目的。由于此法养殖的动物，往往具有异味或蓄积有害健康的物质，影响食用价值，故当前利用水生动物净化污水的应用和报道较少。 (三)生物稳定塘法 国内外用来处理生活污水和石化、焦化、造纸、制药废水的传统方法。 1．好氧塘 以天然池塘、洼地、水坑中水草、藻和微生物吸收分解氧化功能净化污水，是典型的藻菌共生系统。靠藻菌共生关系在塘内循环不止污水得以净化。有毒物经塘中发生的物化、生化作用被去除；有机污物被微生物降解；悬浮物由于塘中物理因素产生聚凝沉淀而去除；病原菌由于不适应环境而死亡；N、P由于藻类增殖摄取而部分去除。有人证实30亩的浅藻池可处理2万人生活污水，对BOD去除率可达80％～95％。 2．厌氧塘 在无氧条件下，由厌氧细菌及兼气菌降解有机污物，一般由二步组成。一是水解，经芽孢杆菌、变形菌、链球菌的胞外酶，将不溶水的大分子有机污物降解成溶水低分子物氨基酸、单糖和有机酸类；二是经甲烷杆菌、产 甲烷球菌将有机酸降解成CO2和CH4，使污水净化。此法可加大塘深至4m，因BOD去除率仅为50％～70％，故多用在工业废水的预处理上。 (四)活性污泥法 用于大型污水处理厂及工矿废水的处理上。此法是在好气菌作用下，把含有大量有机污物废水形成生物絮体(活性污泥)。利用活性污泥对污染物的吸附，以及絮体上微生物、藻、原生动物和寡毛类动物对有毒物分解氧化作用，废水在曝气池停留4～10 h，使污泥与废水充分接触就可完成净化过程。活性污泥组成： 1．污泥绒粒 其成分复杂，因被处理的废水性质不同而不同，但多数形成绒粒的主体是菌胶团； 2．污泥生物 在绒团周边生活的生物群，主要有变形虫、鞭毛虫、根足虫、纤毛虫，尤以累枝虫、钟虫最多。此法净化效果较高，目前正在向着更完善化方面发展。 (五)生物膜法 用于净化食品工业、发酵工业废水。实践中较常应用的是生物滤池，该池利用滤料(花岗岩、无烟煤等)或转盘的吸附作用，使污水中菌、藻、微型动物阻留形成2～3 mm厚生物膜，其中原生动物吞噬细菌使膜不断更新，蠕虫吞食有机残粒，动物运动使粘状生物膜得到松动，在膜外层形成0.1～0.2 mm厚生态平衡小生境。当污水流经生物膜时有机污物被迅速吸附，成为细菌新陈代谢的物料，溶解性污物被微型生物降解吸收，转化成体内物贮存，难分解污物被滤池扫除生物分解去除，靠寡毛类线虫和昆虫幼虫的掠食作用清除多余老化的生物膜。为保证废水与矿化生物滤料充分接触，废水需在生物滤池停留30 min，污染物浓度便大幅度下降。 (六)生物接触氧化法 用于生活污水和毛纺、化工、制浆废水的处理。此法兼备活性污泥和生物膜法特点。所采用的工艺有： 1．生物铁法 利用铁的物化效应和生物效应处理焦化废水； 2．活性碳生物膜法 利用活性碳吸附作用，使微生物在碳表面繁殖来降解污物，净化氯基化合物工业废水；3．生物酸化还原氧化法 处理硝基苯化合物工业废水。 (七)土地处理系统 用于处理生活污水和食品工业废水。此法是一个物化、生化的综合过程，通过土壤较强的过滤、吸附、氧化、离子交换作用，微生物的吸收分解作用，以及土壤结构和植物根系对污物的阻滞作用，完全能使污水净化。污水在水田中停留3～8d，(BOD)5去除率可达80％～95％，P和N去除率分别达98％和85％，但污水中的油脂、皂类过多会堵塞土壤空隙，常带来灌田的“污水病害”，因此必须进行预处理后才能应用。 (八)固定化细胞法 用于多种工业废水的净化。在废水中直接利用含有某种特殊催化功能酶的微生物制备成固定化细胞。此法必须筛选具有特殊分解能力的菌种形成一个平衡系统，实现强化型废水净化。包埋纯种微生物制备的固定化细胞作为吸附剂，可有效去除废水中重金属、酚等芳香烃有毒化合物，有人从活性污泥中分离出热带假丝酵母菌，处理焦化废水酚的去除率达99％。此法净化效果最高，但因选育高产酶菌株困难，成本较高影响发展。 综上所述，生物净化在水污染治理上有很强的生命力，据所处理的污水成分及处理目的，选择适当的处理方法，或进行污水综合治理都能起到显著成效。 在对这些新方法应用感到希望的同时，我们还应该认识到这些治理方法都只是一些补救措施，仅有的少量可用水资源已经不容许我们再对其破坏，我们应该采取预防为主，治理为辅的措施，采取防治结合的战略方针，在源头上杜绝污染，在每个人的意识中形成节水的概念，在实际中采取有效措施对已受到污染的水体进行治理。 生命之源——水是有限的，是宝贵的，是不可再生的。面对一次次惨痛的教训，每个人都要自觉树立节水意识，节约每一滴水，减少和杜绝人为的水污染。水污染是文明的污染，是时代的污染；水消失就意味着民族消失，意味着人类的灭亡！为了民族的复兴，为了人类的生存，为了所有生命的继续存在，珍惜水资源，从现在开始，从我做起！ 参考书籍： 《生物学通报》 1993年第7期 《中国可持续发展水资源战略研究报告集》 中国工程院 钱正英、张光斗等 主编 《植物资源与环境学报》 江苏省·中国科学院植物研究所

D. 污水处理

污水处理对地下水产生的污染主要是化学和生物污染，其影响的程度主要取决于污水的处理方法、含水层的水文地质和水文地球化学条件。

污水处理中引起地下水污染的做法主要包括用处理后的污水进行灌溉、用污泥施肥、有意或无意的污水入渗、生活污水管的泄漏以及污水对井的地表污染。

致病微生物是被污水污染的地下水对人体产生的最大威胁，Yates等（1993）综述了细菌和病毒污染对人体健康产生的影响，并对其在地下水中的迁移和最终结局进行了讨论。据此，他们认为20世纪80年代美国由饮用水传染的大约200种疾病中，约1/2是由未处理或消毒不充分的地下水所引起的。

在地下水流系统中，细菌和病毒可存活数月，运移数百米（Yates等，1993）。这两种微生物都是在低温下可存活更长的时间，当温度为8℃时，它们甚至可以无限期地存活。物理性的过滤可阻止细菌的运移，尤其是在细颗粒的土壤中更是如此。但病毒的体积很小，大部分的土壤不能使其含量明显地减少。吸附是使两种微生物含量减少的重要作用，Langmuir和Freundlich吸附等温线均可用来描述地下水运移过程中两种微生物的吸附作用。

污水的化学污染比生物污染的公认程度更高，污水中的许多污染物（如硝酸根）同时还与其他类型的污染相关。在污水中还含有各种类型的其他大量或微量组分，它们或者对人体健康有影响，或者可用来示踪污染晕。几乎所有常见的稳定同位素都可用来研究污水的污染问题。

5.2.3.1 污水处理厂对地下水的污染

污水可使用多种技术进行处理，污水处理的程度可划分为初级、二级和三级（高级）。初级处理是指通过滤网或沉淀池除去其中的固体，二级处理指的是使用微生物除去废水中的有机负荷，三级（高级）处理则是指去除废水中特定化学物质（如硝酸根、磷酸根）的过程。经过二级处理后，废水就允许排泄到天然水道中，或通过渗床渗入地下，或用来灌溉农田、高尔夫球场及其他的植被。其对地下水的影响就是在这些处置过程中发生的，从废水中分离出的固体可进一步进行处理，或者在垃圾填埋场中填埋，或者用于施肥以提高土壤肥力，这样，污泥的淋滤也会对地下水产生影响。

在美国农村地区的小社区，对污水进行二级处理的最常见方法就是氧化池（或污物稳定池）法。氧化池通常由一系列的蓄水池组成，污水依次通过各处理单元时其处理程度逐步加深，氧化池同时使用了好氧和厌氧过程来处理废水中的 BOD。这种方法与其他方法相比要相对经济一些，特别适用于土地面积不受限制的地区。Kehew（1984）和Bulger等人（1989）研究了美国北达科他州McVille污水处理场地对地下水的影响，该处理系统的蓄水池建设在可渗透的冰水沉积物上，要使废水在池中有适宜的停留时间，必须对各处理单元进行衬砌。但三个处理单元只有一个做了衬砌，当废水水位超过衬砌的处理单元时，它就会向未衬砌的处理单元排泄，这时废水便会快速地渗透到浅层潜水含水层中。从第二个处理单元开始向下游方向，地下水中的溶解固体、溶解有机碳、铵、铁以及其他组分都有升高（图5-2-9）。在处理单元附近，地下水的实测pE值很低，随着远离蓄水池，pE值逐渐升高，这与富含有机污染物的污染晕非常类似。该场地中的一个有趣的现象就是，来自上游一个好氧填埋场的污染晕，似乎与废物稳定池下部的还原性污染晕发生了混合，从而使还原成了（Bulger等，1989）。

马萨诸塞州Otis空军基地由于二级处理废水通过渗床入渗所引起的地下水污染问题在文献中报道很多（LeBlane，1984；Barber，1992），该基地的污水处理厂从1936年开始运营，通过它处理废水被排放到了一个24.5英亩的渗床中，在渗床的下游，形成了一个4000 m长、1000 m宽、30 m深的污染晕。可用多种参数来勾画污染晕的范围（图5-2-10），但硼是最有用的一种参数，这是因为硼是一种保守性组分，在运移过程中不怎么发生化学反应，而且在背景地下水中不存在。硼之所以在污染晕中出现，是因为在洗衣粉中过硼酸钠被用作为了漂白剂。在地下水中，硼是以原硼酸（B（OH）₃）的形式存在的，它之所以没有发生离解是因为污染晕的pH值要远低于原硼酸的pK_a值。污染晕还可用电导率、氯浓度以及其他参数来勾画。在二级处理废水中DOC的含量大大减小，同时，大于背景值（2～5 mg/L）的DOC足以在污染晕中形成缺氧（反硝化作用）的条件。向下游方向，污染晕与含氧补给水的混合可导致铵的硝化，尽管地下水中的浓度一般低于5 mg/L。处理后的废水中，磷的浓度通常也相对较高，它在地下水中通常是以正磷酸根的形式存在的。由于磷酸根易于被含水层介质所吸附，或以低溶解度的磷酸铁或磷酸铝的形式沉淀，因此在污染晕中，磷酸根常常被强烈阻滞。

图5-2-9 McVille污水处理场地中溶解有机碳的分布

Otis空军基地污染晕的一个有趣现象是其含有来自家用洗洁剂中的化合物，根据测试这些物质所采用试剂的名称（Methylene Blue Active Substances-亚甲蓝活性物质），其在地下水中的含量通常用MBAS来表示。这些化合物一般由阴离子型表面活性剂组成，它们在地下水中的迁移性很强。洗洁剂在美国的使用大约始于1946年，1953年它们的使用量超过了肥皂。1964年之前，洗洁剂中最常用的表面活性剂是烷基苯磺酸盐（ABS），它基本上是不可生物降解的。1964年，它开始被较易生物降解的表面活性剂——线性烷基磺酸盐（LAS）所代替。MBAS在污染晕中的分布保存了洗洁剂使用的这一历史，MBAS的最大浓度出现在污染晕的最前端（图5-2-11），这些较高的浓度范围反映了ABS的存在，而接近污染源的较低的浓度表明了污染晕中的LAS通过生物降解作用被去除了。

在污染晕中还检测到了多种类型的其他合成挥发性和半挥发性化合物，它们均来源于家用洗洁剂及其他各种类型的产品，其中含量最大的是三氯乙烯（TCE）和四氯乙烯（PCE），它们在污染晕中的浓度已超过限制界限（Barber，1992）。

图5-2-10 马萨诸塞州Otis空军基地硼在地下水垂直剖面中的分布（1978.5～1979.5）

5.2.3.2 化粪池系统

在北美缺乏下水道的大部分地区，化粪池系统是废物处置的首选方法。据估计，美国三分之一的废水是通过化粪池系统处理的。在该系统中，废水在一个水池中通过沉淀作用与固体废物分离，然后被排放到多孔排泄瓦筒中，进而释放到滤床，在这里，废水很快地渗入了土壤。另一种方法是在表层土壤中垂直安装多孔下水管，用以代替滤床。化粪池系统的原理是，通过土壤的过滤，可除去废水中的污染物。很遗憾的是，很多化粪池系统都在浅层潜水中形成了污染晕，它可对附近的水井和地表水体产生影响。

对化粪池系统污染晕水文地球化学过程的研究是近年来研究工作的一个焦点（Harman等，1996；Robertson等，1991，1998；Tinker，1991；Aravena and Robertson，1998；Robertson，1995；Robertson and Cherry，1995），其中最受关注的污染组分是硝酸根和磷酸根。硝酸根有时可导致婴儿发生致命性的疾病——高铁血红蛋白症，这主要是由于婴儿血携氧能力的减弱而造成的。硝酸根也是水体富营养化的养分元素，地下水则是这些水体的补给源。磷酸根虽然比硝酸根的迁移能力弱，它也是水体富营养化的主要诱因之一。致病微生物的迁移也是可渗透性含水层值得关注的问题。

Harman等（1996）研究了加拿大安大略省一个学校的化粪池系统，该系统位于一个浅层潜水含水层之中。在化粪池中，废水是一种强还原性的溶液，具有很高的DOC，其中的氮主要以铵的形式存在。它在从滤床向地下水面运动的过程中发生了很大的变化，氧化过程使得DOC减少了90%，铵则全部转化成了硝酸根。污染晕中硝酸根的浓度表示在图5-2-12中，有机碳的氧化形成了CO₂，当含水层中没有碳酸盐矿物时，这将使地下水的pH值降低。当含水层中存在碳酸盐矿物时，它们将发生溶解，对水溶液的pH值产生缓冲作用，使污染晕中Ca²⁺、Mg²⁺的浓度增大。

图5-2-11 1983年Otis空军基地地下水中MBAS的平面（a）和剖面（b）分布

Robertson等（1998）对比了安大略省各种水文地球化学环境下，10个化粪池系统污染晕中磷酸根的迁移能力。其中，—P平均浓度的变化范围为0.03～4.9 mg/L，污染晕的延伸长度从1 m变化到70 m。这与此前人们的一般认识是矛盾的，通常认为磷酸根被强烈地吸附到了含水层固体表面上，对地下水不构成威胁。但这一观测结果表明磷酸根在地下水中的迁移可成为一个重要的问题，尤其当小型湖泊周围的住宅中具有独立化粪池系统时更是如此。Robertson等得出结论认为，磷酸根在包气带中通过矿物的沉淀作用发生了衰减，这些矿物主要是蓝铁矿（Fe₃（PO₄）₂· 8H₂O）、红 磷 铁 矿（FePO₄·2H₂O）及磷铝石（AlPO₄· 2H₂O）。水中磷酸根的平衡浓度受到了pH值的控制，在低pH值条件下的非钙质含水层中，磷酸根的浓度受矿物溶解度的控制而保持在一个很低的水平上.在中等pH值条件下（这主要是由于含水层中含有碳酸盐矿物而引起的），磷酸根的浓度可以很高。废水一旦到达潜水面，尤其是当含水层中的金属氧化物具有表面正电荷时，磷酸根含量的减少则主要是由含水层固体的吸附作用所控制的。由于吸附和沉淀作用的影响，磷酸根的迁移速度约为地下水的流速的二十分之一。氮、碳、氧、硫的稳定同位素在示踪化粪池系统污染晕及相关的地球化学转化作用中是非常有用的（Aravena等，1993；Aravena and Robertson，1998）。

图5-2-12 一个化粪池系统污染晕中心线处硝酸根浓度等值线剖面图

对化粪池系统致病细菌和病毒污染危害的评估，目前所作的研究工作还相对较少（Bitton and Gerba，1984；Bales等，1995；Canter and Knox，1985；Yates，1985）。很多微生物的分析和检测都比较困难且昂贵，当前所进行的研究工作主要集中在确定指示性微生物的迁移特征上，它能够间接地表明相应致病微生物的潜在迁移特性。大肠杆菌常被用作为指示性细菌，人类的肠道病毒以及大肠杆菌噬菌体（一种能够感染肠道大肠杆菌的病毒）常被用作为指示性病毒。

DeBorde等（1998）在研究美国蒙大拿州一个中学的化粪池系统时，阐述了其微生物的运移情况。该研究包括了对化粪池及污染晕中人类肠道病毒和大肠杆菌噬菌体的监测，以及在含水层中注入大肠杆菌噬菌体。虽然人类肠道病毒在化粪池和含水层中很少被检测到，但在观测孔中却一直能够检测到大肠杆菌噬菌体。尽管含水层具有强烈的吸附作用，但在距注水井30 m之外的观测孔中仍检测到了细菌。由于含水层性质的变化多种多样，因此对所有条件下致病微生物迁移的准确预测几乎是不可能的。

5.2.3.3 污水灌溉

来自污水处理厂的污水及污泥经常被用来灌溉或施肥，这种处理方法对地下水化学成分的影响与化粪池系统是类似的，但其在含水层中的影响范围要更大一些。用污水及污泥灌溉或施肥时对环境影响最大的污染物是硝酸根。如果场地下部具有好氧包气带，废物中的有机氮或铵将被氧化为硝酸根。在饱水带中，只要保持氧化性条件，硝酸根在迁移过程中将不发生任何转化作用。Spalding等（1993）研究了内布拉斯加州的一个场地，在这里，一块玉米田使用污泥进行施肥，从而在其下游方向形成了一个很大的硝酸根污染晕（图5-2-13）。浓度大于10 mg/L的的范围在地下水位之下延伸了大约15 m，尽管一细粒沉积物透镜体阻止了其进一步下渗。氮同位素分析证实氮的来源是动物排泄物。

地下水化学成分的其他变化是由于废物中的DOC引起的，若大量的DOC到达了潜水面，地下水中将发生氧的消耗作用。在以色列，人们在一块用废水灌溉的耕地之下达30 m深的含水层中发现了厌氧过程的存在（Ronen等，1987），在这种条件下，有机碳通过包气带的迁移过程将长达15年。在前述内布拉斯加州的场地中，DOC在含水层深部引起了反硝化作用发生。地下水中其他主要离子的浓度也随着硝酸根和DOC含量的增大而增加。污泥中金属的含量一般很大，但吸附和沉淀作用通常限制了它们在地下水中的迁移。

图5-2-13 使用污泥施肥形成的硝酸根污染晕

E. 预防地下水污染的技术措施

地下水污染的预防可分为区域性防护和重点区的防护。

(一)区域性防护

区域性防护思想的提出，是基于以下两点认识:①地质环境系统对污染物有一定的自净能力;②含水层上覆地层(主要是土壤、包气带和层间相对隔水层)对来自地表的污染物或多或少有一定的阻滞性能，从而表现出屏蔽污染的功能。通过野外现场调查，可对不同地区的屏蔽功能做出评价。依据评价结果，可有针对性地提出哪些地区防污性能好，哪些地区太敏感，以此为依据人为规划垃圾填埋场或污水排放点。

区域性防护主要着眼于来自地表的污染，侧重考虑地层的屏蔽作用，例如介质越粗大，空隙越发育，渗透能力越强，溶质的吸附过滤作用愈小，地表污染物很容易随降水入渗或地表水渗漏进入地下水;反之，渗透性较弱的黏土、亚黏土和裂隙不发育的页岩、泥岩等，不利于水流的下渗，黏土矿物的高含量也使之具有较强的过滤和吸附作用。因此，关于地下水污染区域防护评价，要考虑土壤、包气带的岩性、厚度、地下水的埋藏特征、含水层与相对隔水层组合特点以及地下水渗流场的源汇关系和径流方式等。

目前，有关地下水防污性能的评价指标体系有两种:一种是由德国学者维尔赫夫(H.Verhuff，1981)提出的(图8-16);另一种是由美国水井协会和美国环保局于1985年提出的，又称地下水脆弱性评价指标体系。

关于土壤、包气带的防污能力评价，除可参考图8-17外，还有人提出用阻水系数来评价，评价采用下式:

环境地质学

式中:B为阻水系数，B越大表明土壤包气带阻滞污水进入的能力越强;m₁，m₂，…，m_n和k₁，k₂，…，k_n分别表示土壤、包气带各类土层的厚度和相应的渗透系数。

图8-17 尔赫夫的地下水防污性能评价体系(据维尔赫夫，1981)

地下水脆弱性评价指标体系由7个指标组成，包括地下水埋深D、净补给量R、含水层介质A、土壤层介质S、地形T、包气带介质I和含水层的水力传导系数C。该指标体系又常按上述指标英文单词的词头字母缩写DRASTIC命名。与维尔赫夫的指标体系不同，DRASTIC指标体系在应用时，需要事先对评价区进行分区，并通过野外调查获得各区的上述7个方面(因子)的数据之后采用下式进行统计计算，得出各区的脆弱性指数D_i。

环境地质学

式中:D_i表示第i区地下水的防护能力，即脆弱性指数;R_ij表示第i区第j个因子的评分;W_ij表示第i区第j个因子的权重。

DRASTIC指标体系对地下水防污能力的评价，采用的是一种加权计算方法。因子的评分标准参照表8-2，权重取值见表8-3。权重取值表中区分了两组不同情况，一组适用于一般条件下的脆弱性评价;另一组是专门为农业活动区防农药污染而设计的。根据脆弱性指数可以对评价区的各小区进行防污能力的等级划分，划分的等级大致为四级，即低敏感、中等敏感、高敏感和极度敏感。

(二)重点区防护

重点区防护主要目的是保护水源地的水质，使水源地在使用期内始终能够保证合格水质的供应。从补给区到水源区的整个流程上着眼，不允许任何污染现象存在，但在现实中，这种要求过于严格，很难做到。因此，实际工作中更切实的考虑是开采水不超标的问题，而并非杜绝污染。

表8-2 DRASTIC标型各指模评分体系

（据ALLer等，1987）

重点区地下水水质防护是通过防护带的设立来实现的，防护带设置主要考虑卫生和化学污染两个方面。

1.卫生防护带

卫生防护带一般是针对供应生活饮用水的地下水水源地而设立的。卫生防护带一般分两个区，一是严禁区，另一个是限制区。严禁区内除取水技术要求所必需的建筑物外，不得有其他建筑物和人为活动，不允许非工作人员进入，更不允许有任何污染源存在。限制区内禁止土地利用、水源开发，不允许有垃圾、污水坑、厕所、下水道等建筑物。

表8-3 DRASTIC模型及农药DRASTIC模型中各指标权重

(据Aller等，1985)

对于严禁区划定的范围，荷兰学者韦根尼和杜文布认为，大部分病菌的存活期为40～50天，所以严禁区的长度应以地下水流60天的运移距离确定。也有人认为，病菌的分布除与地下水流的运动速度有关外，还与它们的生态习性，如摄取食物的条件和生存期有关，例如有些致病细菌生存期可长达数年，但受生存条件的限制，分布的范围十分有限，在孔隙介质中细菌的污染范围只有几十米或几百米，而裂隙、岩溶含水层中，活动范围一般不超过几千米。根据北京市的经验，严禁区的半径可控制在160m左右。

限制区的范围一般取地下水10年的运移距离。例如北京市某个地下水水源地根据12眼井的井群计算结果，提出在砂砾石含水层限制区半径最小为672m，最大为938m。

2.化学污染的防护

化学污染的防护适用于不同供水对象的地下水水源地，包括生活饮用水供水源地、农村人畜饮用水源地，农田灌溉、工业用水的自备水源地等。防护带的设立应根据供水对象对水质的不同要求，和污染源典型污染组分的含量，加以区别对待。对于潜水含水层可通过下式计算防护半径来设立防护带

环境地质学

式中:r为防护带半径(m);Q_井为水源地开采量(m³/a);b为潜水含水层厚度(m);n为含水层的孔隙度(%);Q_补为地下水的垂向补给量(m³/a);t为汇流区污染物的运移至抽水井所需时间(a)。

此外，防护带还可根据地下水污染预测一节介绍的方法，结合水源地的使用年限来设防。

F. 土壤能净化水吗

当然可以了，你学下植物环境和土壤就知道了，简单来说

地表水、河水和天版上下的雨水权经过土壤的渗透和吸附效果，到达地深处，固定的一个土层，形成地下水源，供人们利用，形成循环的效果，万物和谐，但是近些年工业化发达较快.污染比较严重，水污染，土壤也污染，地下水源变坏，人类应该反思，而土壤净化水的功能不可抹灭...

G. 水污染对土壤的有哪些影响

1.土壤污染导致严重的直接经济损失 农作物的污染、减产。对于各种土壤污染造成的经济损失，目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例，全国每年就因重金属污染而减产粮食 1000 多万吨，另外被重金属污染的粮食每年也多达 1200 万吨，合计经济损失至少 200 亿元。

2.土壤污染导致生物品质不断下降 我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。

土壤污染除影响食物的卫生品质外，也明显地影响到农作物的其他品质。有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现难闻的异味；农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。

3.土壤污染危害人体健康 土壤污染会使污染物在植（作）物体中积累，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。

4.土壤污染导致其他环境问题 土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
口罩不仅可以用来防雾霾，还可以用来阻隔携带细菌、病毒的飞沫，这些飞沫可以通过空气传播，传染性的飞沫核传播距离甚至能达到约48米。飞沫是一种潜在的健康威胁，如果被吸入体内，达到一定接触时间，身体抵抗力又刚好较弱，那么就很可能发展成疾病。春季是传染病高发期，尤其要注意做好预防措施，在人流密集的公共场所佩戴口罩、就餐前做好手部清洁、锻炼身体增强抵抗力等。来自美国的进口高级医用口罩普卫欣，能够有效过滤空气中传播的细菌，而且佩戴舒适，不憋气、无勒痕，与皮肤接触的材质经，京东祝你健康

H. 治理地下水污染的技术措施

治理地下水污染的技术措施不外乎四个方面:①去除污染源;②清除污染的土壤、包气带及地下水;③改变污染物的迁移路径;④增强含水层的净化能力。

1.去除污染源

将污染源从地下水防污能力较弱的地区或水源地防护区内清理出去是彻底治理地下水污染的有效办法。为此，可在污染企业中建立污水(物)处理系统，或企业间构建三废资源化系统，将废弃的有害、有毒物质回收或者再利用。在城市居民区可推广“中水”利用，以减轻生活污染负荷对环境的压力。

2.清除土壤、包气带及地下水中的污染物

长期过量使用农药、杀虫剂和污水灌溉的农田，或发生化学品泄露的仓库、加油站、垃圾填埋场等附近的土壤和包气带已被严重污染，在有可能不断释放污染物的地段，应考虑“换土”———将富集的污染物连同土壤一起挖出运走另行处理，回填未污染的土壤或填充物。对于距离水源地较近或污染浓度过高难以通过天然净化作用去除有害有毒组分的地下水，可考虑抽水净化的办法。

换土法和抽水净化法是目前世界各国普遍采用的治理方法。由于其成本较高，实施前必须查明污染区土壤包气带、地下水的污染组分浓度和危害程度，并论证这些方法的有效性和必要性。与此同时，还需要对置换的土壤、抽出的地下水作妥善处理，避免二次污染。

在地下水径流强度较大地区，也可考虑利用淋滤冲洗法和化学处理法清除土壤包气带和地下水的污染物。具体实施时，可根据污染组分的物理化学性质，用清水或加入化学试剂对土层灌注淋洗。其作用有两个:一是促进污染组分快速迁移进入地下水;二是使某些污染物生成难溶物质，使其固定在土壤中阻止进一步迁移。为防止二次污染，使用淋滤冲洗法要设计排水系统，用垂直或水平集水建筑物回收进入含水层的淋洗液。如瑞典用此方法对一个农药厂场地污染进行处理，在实施前，工厂周围浅部土层设置了密集的渗水管网，含水层中布置了许多集水管道，最终实现了清除污染物和回收淋滤液的效果，抽出的淋滤液用活性炭吸附净化，整个过程用了五、六年才完成。对于淋洗过程中产生的难溶物质要注意满足以下要求:①生成物应具有稳定的物理、化学特性，不易再次迁移;②尽量避免对其他无害组分，特别是植物生长所必需的养分造成过度耗损。

3.改变污染物的迁移路径

与清除污染源相联系的另一种思路就是改变污染物的迁移路径。具体地说，可有两种选择，一是将现有污染源搬到地下水防污能力较强的地段，或者移至地下水局部流动系统的汇区以减小其扩散能力;二是对现有污染源进行防渗漏处理，切断对地下水的污染途径。

4.增强地区环境的净化能力

增强地区环境的净化能力包括两个方面，一是增强含水层的净化能力，主要是设置反应性渗透墙，做法是在地下开挖槽沟，槽内充填可生物降解的聚合物或具有强吸附、氧化还原能力的固体液体添加剂，当污染水流经墙体时，污染物可被去除或降解;二是利用地表的植物吸纳功能和坑塘、湿地的自净作用，使地表的污染物在经过土壤或地表水体下渗途中被拦截、吸收。